CN101390283A - 磁悬浮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的磁悬浮装置，预先求取当通过目标值设定部(150)将线圈电流的目标值设定为零时的励磁电压值并将其保存在电压保存部(154)。然后，在电压输入补偿部(156)中，从供给激励器(116)的励磁电压值中将电压保存部(154)中保存的励磁电压值作为偏离电压值减去，从而求取励磁电压的补偿值。将该补偿值赋予给电阻运算部(158)来测定线圈电阻值，根据该值进行悬浮控制。

Description

磁悬浮装置

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮装置，通过常电导吸引式磁悬浮以非接触方式支持悬浮体。

背景技术

常电导吸引式磁悬浮装置，没有噪音及产尘，在HSST(High SpeedSurface Transport：超高速表面运输车)及磁悬浮列车(transrapid)等的铁道、或者半导体工厂中的无尘室内运输系统中已经实现了实用化。另外，还尝试将该磁悬浮装置应用在升降机的轿箱的引导装置中(参照专利文献1)或应用在门上。

该磁悬浮装置使电磁铁对置于强磁性构件，利用由电磁铁的励磁在与强磁性构件之间产生的吸引力，使悬浮体悬浮。因此，磁悬浮系统基本上不稳定，需要用于使其稳定化的对策。一般而言，通过间隙传感器检测悬浮间隙长度并将其反馈控制给驱动系统，由此来实现稳定化。但是，当由间隙传感器检测悬浮间隙长度时，需要适用于所使用的间隙传感器的传感器目标，因而必须将该传感器目标附带铺设在强磁性构件上。

这样，为了实现磁悬浮系统的稳定化，需要间隙传感器或传感器目标这样的部件，因而要花费与此相对应的成本，并且，存在为了确保其设置空间而使装置大型化的问题。

另外，在铁道或运输系统中，由强磁性导引件构成的轨道中设有分支部位。因此，需要有传感器目标和导引件相交时不妨碍间隙长度检测那样的构造，因而还存在使系统复杂化的问题。

为了解决上述问题，有人提出了不需要间隙传感器的各种各样的方法。

例如，有根据电磁铁的励磁电流通过观察器(状态观测器)来推定间隙长度的方法(参照非专利文献1)。另外，还有使由磁悬浮而产生的电磁铁的励磁电压和励磁电流的相位差包含间隙信息、将其反馈给励磁电压的方法(参照非专利文献2)。另外，还有如下方法，即，使用磁滞比较器将电磁铁的励磁电流值与基准值进行比较，当励磁电流大于基准值时使励磁电压切换为负，当励磁电流小于基准值时使励磁电压切换为正，从而使切换频率与悬浮间隙长度成比例(参照非专利文献3)。

但是，当使用上述的观察器时，不能够推定未处于悬浮状态时的悬浮间隙。这是由于观察器是根据悬浮状态中的磁悬浮系统的线性模型推导出来的。因此，存在悬浮开始时的控制较困难、以及当悬浮体一旦接触了其他构件物体时不能够再次复位到悬浮状态等问题。

另外，当通过包含间隙信息的物理量控制电磁铁的励磁电压时，悬浮控制系统变为非线性系统。因此，稳定判别困难，存在一旦悬浮体出现质量变化或由于励磁引起的温度上升使电磁铁线圈中产生电阻抗的变动，则不能够维持悬浮状态的问题。

作为用于应对上述问题的方法，公知有以下方法。

在根据电磁铁的励磁电流通过观察器推定间隙长度的无传感器化方法中，当悬浮体未处于悬浮状态时检测悬浮体的接触，初始化观察器的积分器，并且根据悬浮体的接触状态按几何学推定接触时的间隙长度。基于该间隙长度推定值赋予观察器的积分器初始值，由此，进行向悬浮状态的复位(参照专利文献2)。

但是，当将该方法应用于零功率控制(参照专利文献3)时，会产生以下这样的问题。

即，由于在悬浮体处于稳定悬浮状态时电磁铁的励磁电流收敛为零，因此没有特别问题。但是，当对悬浮体长时间施加较大外力时，电磁铁的线圈中持续流动瞬态的控制电流，线圈的温度上升。随着该温度的上升，线圈的电阻抗变大，导致根据励磁电流推定悬浮间隙长度的观察器的输出误差变大。结果，悬浮状态的维持逐渐变难，悬浮体将处于接触状态。

此外，当悬浮体处于接触时，试着进行恢复到悬浮状态的复位控制。但是，即使复位到悬浮状态，由于悬浮时的悬浮间隙长度推定值的误差较大，因此，悬浮体再次接触，将交替重复接触状态和悬浮状态。在这种状态下，由于在电磁铁中持续流动较大的控制电流，因此电磁铁的线圈电阻值进一步上升，最终成为在悬浮体保持接触状态持续流动励磁电流的情况。如果该持续流动的励磁电流较大，则有电磁铁着火的可能性。

另一方面，对于这样的无传感器的磁悬浮中的电磁铁的线圈电阻值的变动，提出了如下方法，即，测定线圈的电阻值，同时进行悬浮控制，基于该测定出的电阻值变更观察器的参数(专利文献4)

另外，当电磁铁中持续流动瞬态的励磁电流时，除了线圈电阻值增大之外，还有偏离电压随温度的上升而变动的问题。该偏离电压的变动与上述线圈电阻值的变动一样，使推定悬浮间隙长度的观察器的输出误差变大。针对这样的问题，可以通过在用于使观察器的速度推定值为零的励磁电压上加上偏离补偿值，来抑制观察器的输出误差。

但是，即使使用上述对策，由于在观察器中使用的线圈的电阻值根据励磁电压和励磁电流的直流成分计算，因而，有在励磁电压中混入偏离电压时不能够测定正确的电阻值的问题。

专利文献1：日本特愿平11-192224号公报

专利文献2：日本特愿2002-002646号公报

专利文献3：日本特开昭61-102105号公报

专利文献4：日本特愿2003-344670号公报

非专利文献1：水野等：“关于无位移传感器磁轴承的实用化的研究”，电气学会问题D分册，116，No.1，35(1996)

非专利文献2：森山：“使用差动反馈式功率放大器的AC磁悬浮”，1997年电气学会全国大会初稿集，No.1215

非专利文献3：水野等：“利用了磁滞放大器的自感磁悬浮”，计量自动控制学会论文集，32，No.7，1043(1996)

如上所述，在现有的磁悬浮装置中，为了实现悬浮体稳定的悬浮状态，需要有间隙传感器及传感器目标。因此，存在装置大型化且变得复杂，带来了增加成本等的问题。

另外，为了避免这样的问题，即使不使用间隙传感器对间隙长度的信息进行反馈控制，悬浮系统的稳定性也依赖于偏离电压。因此，当温度变动时，由于伴随其的偏离电压的变动，导致不能够进行稳定的控制。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够考虑偏离电压的影响始终进行稳定的悬浮控制磁悬浮装置。

根据本发明一观点的磁悬浮装置，具备：

导引件，由强磁性构件构成；磁铁组件，包括电磁铁和永久磁铁，该电磁铁和该永久磁铁隔着空隙相对置于该导引件，并且在该空隙中共有磁路；悬浮体，通过作用于上述导引件中的上述磁铁组件的吸引力而被非接触支持；传感器部，检测上述电磁铁的线圈中流动的电流值；目标值设定部，将上述电磁铁的线圈电流的目标值交替设定为零值或非零值；线圈电流收敛部，使上述电磁铁的线圈电流收敛为由该目标值设定部所设定的目标值；励磁电压运算部，根据伴随着由该线圈电流收敛部的收敛动作而从上述传感器部得到的线圈电流值，运算励磁电压值，该励磁电压值用于使上述磁铁组件所形成的磁通路稳定化；电压保存部，保存当上述目标值设定为零时由上述励磁电压运算部得到的励磁电压值；励磁电压补偿部，从上述电磁铁的励磁电压值中减去作为偏离电压值的上述电压保存部所保存的励磁电压值，从而求取励磁电压的补偿值；电阻运算部，基于由该励磁电压补偿部得到的补偿值，运算上述电磁铁的线圈电阻值；以及控制部，将由该电阻运算部得到的线圈电阻值反馈给上述励磁电压运算部来进行上述悬浮体的悬浮控制。

附图说明

图1是表示用于说明本发明的原理的磁悬浮装置的基本结构的图。

图2是表示本发明的第一实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图。

图3是表示该实施方式中的磁悬浮装置的吸引力控制部的详细结构的框图。

图4是表示本发明的第二实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图。

图5是表示该实施方式中的磁悬浮装置的框架部的结构的立体图。

图6是表示该实施方式中的磁悬浮装置的磁铁组件周边的结构的立体图。

图7是表示该实施方式中的磁悬浮装置的磁铁组件的结构的正视图。

图8是表示该实施方式中的磁悬浮装置控制装置的详细结构的框图。

图9是表示该实施方式中的磁悬浮装置内的模式控制电压运算电路的结构的框图。

图10是表示该实施方式中的磁悬浮装置内的另外的模式控制电压运算电路的结构的框图。

图11是表示本发明的第三实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图。

图12是表示本发明的第四实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图。

具体实施方式

首先，说明本发明的基本原理。

图1是表示用于说明本发明的原理的磁悬浮装置的基本结构的图。用符号1来表示一质点系的磁悬浮装置的整体结构。

磁悬浮装置1具备：包括永久磁铁103及电磁铁105的磁铁组件107、包括磁铁组件107和负载载荷109的悬浮体111、及由未图示的结构构件相对地面固定的导引件113。另外，该磁悬浮装置1还具备：吸引力控制部115，用于控制磁铁组件107的吸引力、稳定地非接触支持悬浮体111；以及驱动器116，用于基于该吸引力控制部115的输出对电磁铁105进行励磁。

另外，131是辅助支持部。该辅助支持部具有コ字形状的截面，下部内侧上表面固定有磁铁组件107。另外，该辅助支持部131兼作通过例如在未图示的直线导轨等上下方向上不作用力的引导部从地面一侧引导的防振台的台。

在此，导引件113由强磁性构件构成，以便用磁铁组件107的磁性吸引力以非接触的方式支持悬浮体111。

电磁铁105，在铁芯117a、117b上卷绕线圈119、119’而构成。在永久磁铁103的两磁极端部分别配置有铁芯117a、117b。线圈119、119’被串联连接，以便加强(减弱)通过电磁铁105的励磁由导引件113～铁芯117a～永久磁铁103～铁芯117b～导引件113形成的磁路的磁通。

另外，吸引力控制部115具备励磁电压运算部125。该励磁电压运算部125基于由间隙传感器121得到的悬浮间隙长度及由电流传感器123得到的线圈电流值，运算对电磁铁105进行励磁的电压。激励器116基于由该励磁电压运算部125运算出的励磁电压，经由导线128向线圈119、119’供给励磁电流。

此时，磁悬浮装置1的磁悬浮系统，在磁铁组件107的吸引力与悬浮体111的重量相等之时的悬浮间隙长度z₀附近能够呈线性近似，通过以下的微分方程式表示。

[式1]

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}\stackrel{..}{z}=\frac{1}{m}\frac{\∂F_z}{\∂z}\mathrm{\Δz}+\frac{1}{m}\frac{\∂F_z}{\∂i_z}\mathrm{\Δ}{i}_z+\frac{1}{m}{u}_s\\ \mathrm{\Δ}{\stackrel{.}{i}}_z=-\frac{N}{L_{z0}}\frac{\∂\mathrm{\φ}}{\∂z}\mathrm{\Δ}\stackrel{.}{z}-\frac{R}{L_{z0}}\mathrm{\Δ}{i}_z+\frac{1}{L_{z0}}{e}_z\end{array}\right.\·\·\·\left(1\right)$

F_z是磁铁组件107的吸引力。m是悬浮体的质量。R是串联连接线圈119、119’和导线128时的电阻抗(以下、记为“线圈电阻”)。z是悬浮间隙长度。iz是电磁铁105的励磁电流。φ是磁铁组件107的主磁通。Ez是电磁铁105的励磁电压。

Δ表示偏离稳定悬浮状态(z＝z₀，i＝i_z0(稳定悬浮状态下线圈电流为零时i_z＝Δi_z))的偏差。记号‘·’是d/dt、偏微分

(h＝z，i_z)是稳定悬浮状态(z＝z₀，i＝i_z0)下的被偏微分函数的各自的偏微分值。L_z0表示如下。

[式2]

$L_{z0}=L_{\∞}+N\frac{\∂\mathrm{\φ}}{\∂i_z}\·\·\·\left(2\right)$

另外，上述式1的悬浮系统模型表示为下述这样的状态方程式。

[式3]

$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x}=\mathrm{Ax}+{\mathrm{be}}_z+{\mathrm{du}}_s\\ y=\mathrm{Cx}\end{array}\right.\·\·\·\left(3\right)$

这里，状态矢量x、系统矩阵A、控制矩阵及干扰矩阵d表示如下。另外，u_s是外力。

[式4]

$x=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δz}\\ \mathrm{\Δ}\stackrel{.}{z}\\ \mathrm{\Δ}{i}_z\end{array}\right],$     $A=\left[\begin{array}{ccc}0& 1& 0\\ a_{21}& 0& a_{23}\\ 0& a_{32}& a_{33}\end{array}\right],$     $b=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ b_{31}\end{array}\right],$     $d=\left[\begin{array}{c}0\\ d_{21}\\ 0\end{array}\right]\·\·\·\left(4\right)$

这里，式4中的各参数满足下述数式。

[式5]

$a_{21}=\frac{1}{m}\frac{\∂F_z}{\∂z},$   $a_{23}=\frac{1}{m}\frac{\∂F_z}{\∂i_z},$    $a_{32}=-\frac{N}{L_{z0}}\frac{\∂\mathrm{\φ}}{\∂z},$            …(5)

$a_{33}=-\frac{R}{L_{z0}},$    $b_{31}=\frac{1}{L_{z0}},$      $d_{21}=\frac{1}{m}$

上述式3中的x的各要素是悬浮系统的状态量。C是输出矩阵，由励磁电压e_z的计算中使用的状态量的检测方法来决定。

在磁悬浮装置1中使用间隔传感器121和电流传感器123，当对间隔传感器121的信号进行微分得到速度时，C是单位矩阵。

在此，当设F为x的比例增益、K_i为积分增益，用下述式6给出励磁电压e_z时，磁悬浮装置1通过专利文献3中所见的零功率控制进行悬浮。在此，不言而喻，在励磁电压运算部125中进行式6的运算。

[式6]

e_z＝-Fx-∫K_iΔi_zdt               …(6)

另外，考虑下述情况，即，在磁悬浮装置1中，不使用间隔传感器121，而是应用例如同一次元状态观测器(以下、记为“观察器”)，来作为用于根据励磁电流Δi_z推定悬浮间隔长度偏差Δz及其速度d(Δz)/dt的推定单元。此时，根据线性控制理论，使用下式来表达观察器。

[式7]

$\stackrel{\stackrel{.}{^}}{x}=\hat{A}\hat{x}+\hat{B}y+\hat{E}{e}_z\·\·\·\left(7\right)$

$\hat{x}=\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}\hat{z}\\ \mathrm{\Δ}\stackrel{\widehat{.}}{z}\\ \mathrm{\Δ}{\hat{i}}_z\end{array}\right],$ 　 $\hat{A}=\left[\begin{array}{ccc}0& 1& -{\mathrm{\α}}_1\\ a_{21}& 0& a_{23}-{\mathrm{\α}}_2\\ 0& a_{32}& a_{33}-{\mathrm{\α}}_3\end{array}\right],$ 　 $\hat{B}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\α}}_1\\ {\mathrm{\α}}_2\\ {\mathrm{\α}}_3\end{array}\right],$ 　 $\hat{E}=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ b_{31}\end{array}\right]$

这里，

是观察器的推定值状态矢量，α₁、α₂、α₃是决定观察器的极性的参数，y＝Cx且C＝[001]。

[式8]

在这种情况下，如果设式3及式7的运算开始时的初始值分别为

及x₀，使用下式给出式7的状态观测器的推定误差。

$\hat{x}\left(t\right)-x\left(t\right)=e^{\hat{A}t}({\hat{x}}_0-x_0)\·\·\·\left(8\right)$

此时，在励磁电压运算部125中，例如进行下述式9的运算，达到磁悬浮系统的稳定化。

[式9]

$e_z=-F\hat{x}-\∫k_i\mathrm{\Δ}{i}_z\mathrm{dt}\·\·\·\left(9\right)$

一般而言，由于常电导吸引式磁悬浮系统不稳定，因而一旦状态观测器的推定值中存在误差，则变得非常难于稳定化，但是，根据式8可知，如果预先已知观察器开始动作时的x₀值、即悬浮间隔长度偏差Δz、其速度d(Δz)/dt及励磁电流Δi的值，则通过使观察器的初始值尽量与x₀相等地设定，能够从推定最初开始以误差较少的状态根据励磁电流Δi_z来推定悬浮间隔长度偏差Δz以及其速度d(Δz)/dt。

在此，如果推定最初的误差较大，则在式9中运算出异常的励磁电压，因此，不能够实现悬浮状态的稳定化。

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图2是表示本发明第一实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图。以1’表示该整体结构。

在该整体结构1’中省略了间隙传感器121。取代之，在悬浮体111及该悬浮体111的附近配置了接触检测部130。接触检测部130例如使用压电橡胶129检测悬浮体111从非接触状态变为接触状态的情况。

另外，吸引控制部115除了具备上述接触检测部130之外，还具备：姿势推定部133、姿势运算部135、推定初始化部137及初始值设定部139。

姿势推定部133是根据励磁电流Δiz推定悬浮间隔长度偏差Δz以及其速度d(Δz)/dt的部件，例如由观察器构成。姿势运算部135运算x₀，以使其为从辅助支持部131所维持的姿势移至悬浮状态时的观察器的初始值。推定初始化部137通过接触将观察器的输出值返回到初始状态。初始值设定部139在初始化后的观察器中将由姿势运算部135计算出的x₀设定为初始值。

由姿势推定部133所推定的励磁电流Δi_z、悬浮间隔长度偏差Δz以及其速度d(Δz)/dt被输入励磁电压运算部125，通过该励磁电压运算部125的输出，经由激励器116，电磁铁105被励磁。

这样，通过初始化观察器并赋予规定的初始值，即使当悬浮体111从停止状态悬浮起来时、或者由于外力或其他原因从悬浮状态变为接触状态时，也能够从推定最初开始抑制误差地根据励磁电流Δi_z推定悬浮间隔长度偏差Δz以及其速度d(Δz)/dt。其结果，能够切实地使悬浮体111移至悬浮状态并保持该悬浮状态。

但是，当对处于悬浮状态的悬浮体111持续施加瞬态外力时，则对该外力进行用于保持悬浮状态的吸引力控制。此时，在线圈119、119’中持续流动励磁电流，线圈119、119’的温度上升，线圈电阻R随之增加。这样，虽然式4中的参数a₃₃增大，但是另一方面在式7所说明的观察器中参数a₃₃保持设定时的原样。因此，在实际的磁悬浮系统和观察器之间产生差异，励磁电流Δi_z、悬浮间隔长度偏差Δz以及其速度d(Δz)/dt的实际值和推定值出现了背离。在本来不稳定的常电导吸引式磁悬浮系统中，实际值和推定值的背离致使基于反馈控制的悬浮状态的稳定化变得非常困难。

在此，例如专利文献4所述，在磁悬浮装置1’中具备用于测定线圈119、119’的电阻R的电阻测定部140。例如，该电阻测定部140根据励磁电压e_z的电压方程式按照下式测定线圈电阻R。

[式10]

$R=\frac{e_z-L_{z0}\frac{\mathrm{d\Δ}{i}_z}{\mathrm{dt}}}{\mathrm{\Δ}{i}_z}\·\·\·\left(10\right)$

在本发明中，由于通过零功率控制使悬浮体11悬浮，因而瞬态且持续的外力引起的励磁电流Δi_z穿过零点。当励磁电流Δi_z为零时，则不能进行式10的除法运算，因此将式10如下那样进行变更。

[式11]

$R=\frac{\mathrm{\Δ}{i}_z(e_z-L_{z0}\frac{\mathrm{d\Δ}{i}_z}{\mathrm{dt}})}{\mathrm{\Δ}{i_z}^2+\mathrm{\ϵ}}\·\·\·\left(11\right)$

这里，ε满足ε<<1，基于由式11得到的值的噪音大小或所需要的测定精度设定为适当的值。并且，在上述式11的输出中，如果实施例如低通滤波或平均值运算等适当的噪音去除处理，则能够测定线圈电阻R的值。

如果这样得到的线圈电阻值被从电阻测定部140输出，并导入到上述姿势推定部133中使式7中的参数a₃₃变化，则能够使因温度上升而增大的式4中的参数a₃₃的值和式7中的参数a₃₃的值一致。因此，在实际的磁悬浮系统和观察器之间不会产生结构上的差异，励磁电流Δi_z、悬浮间隔长度偏差Δz以及其速度d(Δz)/dt的实际值和推定值也不会背离。

进而，在本发明中还具备推定误差补正部142，以便即使因附加瞬态的外力等使励磁电流增加，受其影响在激励器116中产生偏离电压，该偏离电压的产生也不会给间隙长度推定值或速度推定值带来误差。

该推定误差补正部142具备：增益补偿器144，在姿势推定部133的速度推定值上乘以规定的增益λ_os；积分器146，对增益补偿器144的输出进行积分；以及加法器148，对积分器146的输出和励磁电压运算部125的励磁电压值进行加法运算。该推定误差补正部142将加法器148的输出作为导入到上述姿势推定部133的励磁电压值输出。

根据这样的结构，即使因温度变动产生偏离电压，也能够将对推定值的影响抑制在最小限度。

此外，如图3所示，在本发明中，励磁电压运算部125具备目标值设定部150和线圈电流收敛部152，以便在测定线圈电阻值时，上述偏离电压不影响测定值。

目标值设定部150将线圈电流的目标值以规定的时间间隔交替设定为零或非零值。线圈电流收敛部152使作为传感器输出的线圈电流值收敛为由上述目标值设定部150所设定的目标值。

另外，在电阻值测定部140中具备：电压保存部154、电压输入补偿部156及电阻运算部158。

电压保存部154保存上述目标值设定部150将目标值设定为零时的励磁电压值。电压输入补偿部156输出从基于作为传感器输出的线圈电流值而得到的电磁铁105的励磁电压值中减去作为电压保存部154的输出的偏离电压值所得到的值，来作为励磁电压的补偿值。电阻运算部158使用该励磁电压补偿值及线圈电流值，根据上述式11测定线圈电阻R。

在这样的结构中，电压保存部154每当目标值设定部150输出零时，检测其间的励磁电压值的直流成分；每当上述目标值设定部150从零向非零变更输出时，将上述直流成分的值输出给电压输入补偿部156。因此，每当目标值设定部150从零到非零变更输出时，电阻运算部158的输出被更新。

一般而言，在常电导吸引式的磁悬浮装置中，为了检测上述励磁电流i_z而使用电流传感器123。现在，在电流传感器123及激励器116中考虑依赖各自的温度的输出偏离。设前者的偏离为电流偏离i_zoff、后者的偏离为电压偏离e_zoff。

悬浮体111处于悬浮状态，当从目标值设定部150输出零时，如果设对激励器116的励磁电压的值为e_zz、连接在激励器116上的线圈电阻R的值为R_z，则有以下的电压方程式成立。

[式12]

e_zz＝-R_zi_zoff-e_zoff      …(12)

在此期间，电压保存部150接收通知从目标设定部150输出零的情况的信号，提取e_zz的直流成分值并输出上一次的提取结果。

接着，当从目标值设定部150输出非零值I_nz时，通过线圈电流收敛部152的作用，励磁电流i_z收敛为满足下式的值。

[式13]

i_z+i_zoff＝I_nz            …(13)

在此，对于输入到激励器116的电压信号e_z，有以下的电压方程式成立。

[式14]

e_z+e_zoff＝R_zi_z       …(14)

式14通过式13能够如下这样变形。

[式15]

e_z+e_zoff＝R_z(I_nz-i_zoff)    …(15)

这样，当目标值设定部150输出非零值I_nz时，在电压保存部154中，将目标值设定部150输出零时所提取的电压值e_zz存储到电压保持部154，并且将该值作为偏离电压输出到电压输入补偿部156。

励磁电压补偿部156使用所输入的电压保存部154的输出值e_zz及对激励器116的电压信号e_z，根据下式运算补偿励磁电压e_zm。

[式16]

e_zm＝e_z-e_zz＝e_z+R_zi_zoff+e_zoff    …(16)

电阻运算部158基于从励磁电压补偿部156输出的补偿励磁电压e_zm、和励磁电流i_z的目标值I_nz，使用与上述式11的相关的算法来运算线圈电阻。设此时运算出的测定结果为R_m，则有下式成立。

[式17]

e_zm＝R_mI_nz                      …(17)

另外，若将式16带入式17进行整理，则能够以下这样进行变形。

[式18]

e_z＝R_mI_nz-R_zi_zoff-e_zoff          …(18)

此时，作为与激励器116相关的电压方程式的式15也能够变形为下式。

[式19]

e_z＝R_zI_nz-R_zi_zoff-e_zoff         …(19)

根据式18和式19，有下式成立。

[式20]

R_m＝R_z                        …(20)

即，在电阻运算部158中，如果使用电压输入补偿部156的输出值e_zm测定连接在激励器116上的线圈电阻的值，则即使电流偏离i_zoff及电压偏离e_zoff变动，也能够使测定结果始终保持与真实值一致。换言之，即使因温度变动在电流检测部(电流传感器123)或励磁部(激励器116)中产生了偏离电压，也能够使用与该偏离电压对应的励磁电压的补偿值来保持测定出正确的电阻值。

进而，在姿势推定部133中，还能够基于该电阻值始终输出正确的间隔长度推定值及其速度推定值。由此，相对于温度变动，可以始终维持稳定的悬浮状态。

另外，在本发明中，由电阻测定部140测定出的线圈电阻R被导入到励磁电压运算部125。在励磁电压运算部125中例如决定式9的反馈常数F，以便对于干扰能够得到规定的瞬态应答。当控制系统设计时的线圈电阻R的函数中赋予F时，如果基于线圈电阻R变更F的值，则对干扰的悬浮体的瞬态应答相对于温度变动为恒定。

如上所述，在本发明中，基于由电阻测定部140测定出的线圈电阻R，在线圈电流收敛部152中变更反馈常数F的值。由此，悬浮体111的应答性对于温度变动为恒定，能够确保悬浮状态的稳定性。其结果，实现了可靠性的提高，并且不需要间隙传感器，能实现装置的简单化、小型化以及降低成本。

(第二实施方式)

接下来说明本发明的第二实施方式。

第二实施方式的特征在于，按照悬浮体的运动坐标系的各模式运算励磁电压及励磁电流。在此，以将本发明的磁悬浮装置应用到升降机的情况为例进行说明。

图4是表示本发明的第二实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图。将该磁悬浮装置应用到升降机的情况作为一个整体，用符号10来表示。另外，图5是表示该磁悬浮装置的框架部的结构的立体图。图6是表示该磁悬浮装置的磁铁组件周边的结构的立体图。图7是表示该磁悬浮装置的磁铁组件的结构的正视图。

如图4所示，在升降机井12的内表面中构成有导轨14、14’、移动体16和4个引导组件18a～18d。导轨14、14’由强磁性构件构成，用规定的安装方法铺设在升降机井12内。

移动体16相当于上述的磁悬浮装置的悬浮体。该移动体16沿着导轨14、14’，借助例如绳索15的卷绕机等的未图示的驱动机构在上下方向移动。引导组件18a～18d被安装在移动体16上，并以相对导轨14、14’非接触的方式引导该移动体16。

在移动体16中安装有轿箱20和引导组件18a～18d。移动体16具备框架部22，该框架部22具有可以保持引导组件18a～18d的规定的位置关系的强度。如图5所示，与导轨14、14’相对置的引导组件18a～18d用规定的方法安装在该框架部22的四角。

如图6所示，引导组件18构成为，在非磁性材料(例如铝或不锈钢)或塑料制的台座24上用规定的方法安装有x方向非接触式传感器26(26b、26b’)、y方向非接触式传感器28(28b、28b’)及磁铁组件30。非接触式传感器26、28作为检测引导组件18和导轨14、14’的接触的接触检测部而发挥作用。

磁铁组件30具备中央铁芯32、永久磁铁34、34’及电磁铁36、36’，正如图7中也示出的那样，永久磁铁34、34’的同极之间以隔着中央铁芯32面对的状态，作为整体被组装成E字形状。

电磁铁36、36’，在将L字形状的铁芯38(38’)插入线圈40(40’)后，在铁芯38(38’)的顶端部安装平板形状的铁芯42来构成。在中央铁芯32及电磁铁36、36’的顶端部安装有个体润滑构件43。该个体润滑构件43防止电磁铁36、36’未被励磁时磁铁组件30被永久磁铁34、34’的吸引力吸附固定在导轨14(14’)上。另外，该个体润滑构件43另外用于，即使磁铁组件30吸附也不给移动体16的升降动作带来障碍。作为该单体润滑构件43，例如有特氟隆(テフロン：日本注册商标)、石墨或者含有二硫化钼等的材料。

以下，为了简便，对表示主要部分的号码标注引导组件18a～18d的字母(a～d)来进行说明。

在磁铁组件30b中分别对线圈40b、40b’进行励磁，由此能够对作用于导轨14’的吸引力相对于y方向和x方向独立地进行控制。关于该控制方式，在专利文献1中已经进行了公开，在此省略详细说明。

引导组件18a～18d的各吸引力被作为上述的吸引力控制部而使用的控制装置44控制，以相对导轨14、14’非接触地引导轿箱20及框架部22。

另外，在图4的例子中控制装置44被分割，但是例如图8所示，也可以作为整体构成为1个。

图8是表示该实施方式中的控制装置内的结构的框图。图9是表示该控制装置内的模式控制电压运算电路的结构的框图。这里，在框图中，箭头线表示信号路径，直线表示线圈40周边的电力路径。

该控制装置44具备传感器部61、运算电路62、功率放大器63a、63a’～63d、63d’，通过这些对4个磁铁组件30a～30d的吸引力关于x轴、y轴独立地进行控制。

传感器部61被安装在轿箱20上，检测由磁铁组件30a～30d形成的磁通路中的起磁力、磁阻或者移动体16的运动变化。

运算电路62被作为吸引力控制部来使用，运算为了能够基于来自该传感器部61的信号非接触引导移动体16而用于对各线圈40a、40a’～40d、40d’进行励磁的附加电压。功率放大器63a、63a’～63d、63d’被作为励磁部来使用，基于该运算电路62的输出对各线圈40供给电力。

另外，电源46在对功率放大器63a、63a’～63d、63d’供给电力的同时，也对恒电压发生装置48供给电力。此外，为了照明或开关门，该电源46具有将通过未图示的电源线从升降机井12外部供给的交流电转换为适合于对功率放大器供给电力的直流电的功能。

恒电压发生装置48即使因对功率放大器63供给大电流引起电源46的电压变动，也始终以恒定的电压对运算电路62及非接触式传感器26a、26a’～26d、26d’、28a、28a’～28d、28d’供给电力。由此，运算电路62及非接触式传感器26a、26a’～26d、26d’、28a、28a’～28d、28d’始终正常地动作。

传感器部61具备上述的非接触式传感器26a、26a’～26d、26d’、28a、28a’～28d、28d’、和检测各线圈40的励磁电流的电流检测器66a、66a’～66d、66d’。

运算电路62按照图4所示运动坐标系的各模式来进行移动体16的引导控制。在此，所谓上述的各模式是指：表示沿着移动体16重心的y坐标前后动的y模式模式(前后动模式)、表示沿着x坐标左右动的x模式(左右动模式)、表示绕移动体16重心的横摇的θ模式(横摇模式)、以及表示绕移动体16重心的纵摇的ξ模式(纵摇模式)、表示绕移动体16重心的偏摇的φ模式(偏摇模式)。

此外，除了该5个模式之外，运算电路62还对ζ???模式(全吸引模式)、δ模式(扭转模式)以及γ模式(变形模式)进行控制。即下述3个模式：磁铁组件30a～30d带给导轨14、14’的“全吸引力”、磁铁组件30a～30d带给框架部22的绕z轴的“扭矩”、因磁铁组件30a、30d带给框架部22、磁铁组件30b、30c带给框架部22的转矩引起的使框架部22相对z轴左右对称变形的“变形应力”。

对于上述8个模式，通过将磁铁组件30a～30d的线圈电流收敛为零，无论载货的重量，只通过永久磁铁34的吸引力就能够稳定地支持移动体。这就是所说的基于“零功率控制”的引导控制。

运算电路62具备第一运算功能和第二运算功能。第一运算功能是运算通过励磁电流的线性结合来表示的分模式励磁电流的功能，该励磁电流产生对作为悬浮体的移动体16的运动自由度作出贡献的吸引力。第二运算功能是运算通过励磁电压的线性结合来表示的分模式励磁电压的功能。具体而言，如下所述这样构成。

即，如图8所示，运算电路62具备：目标值设定部74、电阻测定部64、电流偏差坐标变换电路83、控制电压运算电路84及控制电压坐标逆变换电路85。

目标值设定部74以规定的周期交替地输出零值或非零值，作为上述8个各模式中ζ模式(全吸引模式)的励磁电流目标值。另外，该目标值设定部74在y模式及x模式中在后述的装置停止时输出规定的值。

电阻测定部64基于各线圈40a、40a’～40d、40d’的励磁电流检测值和运算电路62对各功率放大器63a、63a’～63d、63d’的励磁电压信号ea、ea’～ed、ed’及上述目标值设定部74的输出值，输出各自的线圈的电阻抗值。

电流偏差坐标变换电路83作为模式励磁电流运算部根据电流偏差信号Δia、Δia’～Δid、Δid’运算：与移动体16重心的y方向的运动有关的电流偏差Δiy、与x方向的运动有关的电气偏差Δix、与该重心的周围的横摇有关的电流偏差Δiθ、与移动体16的纵摇有关的电流偏差Δiξ、与该重心的周围的偏摇有关的电流偏差

与对框架部22施加应力的ζ、δ、γ有关的电流偏差Δiζ、Δiδ、Δiγ。

控制电压运算电路84作为模式励磁电压运算部，根据上述电阻测定部64、上述目标值设定部74及上述电流偏差坐标变换电路83的输出Δiy、Δix、Δiθ、Δiξ、Δiζ、Δiδ、Δiγ，运算在y、x、θ、ξ、

ζ、δ、γ的各模式中使移动体16稳定地磁悬浮的分模式电磁铁控制电压ey、ex、eθ、eξ、

eζ、eδ、eγ。

控制电压坐标逆变换电路85根据控制电压运算电路84的输出ey、ex、eθ、eξ、

eζ、eδ、eγ，运算上述磁铁组件30a～30d各自的电磁铁励磁电压ea、ea’～ed、ed’。将该控制电压坐标逆变换电路85的运算结果即ea、ea’～ed、ed’赋予给功率放大器63a、63a’～63d、63d’。

另外，目标值设定部74也可以由上述第一实施方式中的至少一个目标值设定部140构成。另外，当使用多个目标值设定部140构成该目标值设定部74时，在各自的输出值为零的周期中不存在相位错位是理所当然。

另外，在输出非零值的周期中，根据对全部的线圈供给电阻测定用的微小电流的目的，只要至少一个模式的目标值是非零值就可以。目标值设定部74即使存在始终输出零作为励磁电流目标值的模式也没有关系。

在此，在本实施方式中，以ζ模式(全吸引模式)为非零值的方式构成目标值设定部74。在这种情况下，能够对全部的线圈供给相同值的励磁电流。并且，由于此时产生的吸引力作为应力作用于上述框架部22，因此，移动体16的姿势不发生变化，相对于目标值设定部74的输出值的变化，没有出现乘坐心情变差的情况。

另外，为了后面的说明，将图8的电流偏差坐标变换电路83、控制电压运算电路84及控制电压坐标逆变换电路85设为悬浮控制运算部65。

此外，控制电压运算电路84具备：前后动模式控制电压运算电路86a、左右动模式控制电压运算电路86b、横摇模式控制电压运算电路86c、纵摇模式控制电压运算电路86d、偏摇模式控制电压运算电路86e、全吸引模式控制电压运算电路88a、扭转模式控制电压运算电路88b、变形模式控制电压运算电路88c。

前后动模式控制电压运算电路86a根据Δiy运算y模式的电磁铁控制电压ey。左右动模式控制电压运算电路86b根据Δix运算x模式的电磁铁控制电压ex。横摇模式控制电压运算电路86c根据Δiθ运算θ模式的电磁铁控制电压eθ。纵摇模式控制电压运算电路86d根据Δiξ运算ξ模式的电磁铁控制电压eξ。偏摇模式控制电压运算电路86e根据

运算

模式的电磁铁控制电压

全吸引模式控制电压运算电路88a根据Δiζ运算ζ模式的电磁铁控制电压eζ。扭转模式控制电压运算电路88b根据Δiδ运算δ模式的电磁铁控制电压eδ。变形模式控制电压运算电路88c根据Δiγ运算γ模式的电磁铁控制电压eγ。

这些模式的控制电压运算电路具有与图2及图3所示的吸引力控制部115同样的结构。

即，如图9所示，前后动模式控制电压运算电路86a具备：电阻值平均化部90、增益补偿器91、电阻值不平衡补正部92、减法器93、积分补偿器94、加法器95、减法器96、推定误差补正部142、模式姿势推定部97、推定初始化部98、姿势运算部99、初始值设定部100及加法器101。

电阻值平均化部90运算由电阻测定部64所测定的线圈40a、40a’～40d、40d’的电阻值的平均值。增益补偿器91在Δy、Δy、Δiy的推定值上(图中用＾表示)乘以适当的反馈增益。

电阻值不平衡补正部92根据电阻测定部64的输出对除了该前后动模式以外的7个分模式励磁电流(Δix～Δiγ)乘以由各线圈电阻值的线性结合得到的分模式电阻补正增益，并输出该7个乘法运算结果的总和。

减法器93从目标值设定部74的输出减去Δiy。积分补偿器94对减法器93的输出值进行积分并乘以适当的反馈增益。加法器95运算增益补偿器91的输出值的总和。减法器96从积分补偿器94的输出值减去加法器95的输出值，输出y模式(前后动模式)的第一分模式励磁电压ey1。

推定误差补正部142作为模式推定误差补正部，补正不同模式的第一分模式励磁电压中的功率放大器63的偏离电压成分。模式姿势推定部97与姿势推定部133一样，根据推定误差补正部142的输出值和分模式电流偏差Δiy，运算Δy、Δy、Δiy的推定值。

推定初始化部98基于16个非接触式传感器信号的接通/断开，对模式姿势推定部97的积分运算进行初始化。姿势运算部99基于16个非接触式传感器信号的接通/断开，运算移动体接触时的姿势并输出各磁铁组件30的分模式位置偏差。

初始值设定部100将姿势运算部99的运算结果设定为模式姿势推定部97的初始化时积分动作的初始值。加法器101对上述第一分模式励磁电压ey1和上述电阻值不平衡补正部92的输出进行加法运算，输出该加法运算结果，作为第二分模式励磁电压ey。

这里，对于模式姿势推定部97、推定初始化部98、姿势运算部99及初始值设定部100，省略专利文献4中详细记载的说明。

另外，对于左右动模式控制电压运算电路86b、横摇模式控制电压运算电路86c、纵摇模式控制电压运算电路86d及偏摇模式控制电压运算电路86e，也是与上下动模式控制电压运算电路86a相同的结构，对应的输入信号用信号名来表示，省略其说明。

另一方面，ζ、δ及γ3个各模式控制电压运算电路88a～88c全部具有同样的结构。另外，由于具有与上下动模式控制电压运算电路86a相同的结构要素，因此对同一部分标注同一符号，并且，为了区别而在符号上附加’，在图10中表示其结构。

在本实施方式中，图10所示的减法器93、93’、增益补偿器91、91’，积分补偿器94、94’、减法器96、96’及加法器95形成模式励磁电流收敛部。

接下来，说明如上所述那样构成的磁悬浮装置的动作。

当装置处于停止状态时，磁铁组件30a、30d的中央铁芯32的顶端隔着固体润滑构件43被吸附在导轨14的对置面，电磁铁36a’、36d’的顶端隔着固体润滑构件43被吸附在导轨14的对置面。此时，通过固体润滑构件43的作用，不会出现妨碍移动体16升降的情况。

在这种状态下，当启动本装置时，控制装置44通过悬浮控制运算部65的作用，使各电磁铁36a、36a’～36d、36d’产生与永久磁铁34所产生的磁通同向或逆向的磁通。另外，为了使磁铁组件30a～30d和导轨14、14’之间维持规定的空隙长度，控制各线圈40中流动的电流。

由此，如图7所示，形成包括永久磁铁34～铁芯38、42～空隙G～导轨14(14’)～空隙G”～中央铁芯32～永久磁铁34的路径的磁通路Mc，以及包括永久磁铁34’～铁芯38、42～空隙G’～导轨14(14’)～空隙G”～中央铁芯32～永久磁铁34的路径的磁通路Mc’。

此时，空隙G、G’、G”的间隙长度为，永久磁铁34的起磁力引起的各磁铁组件30a～30d的磁性吸引力与作用在移动体16重心上的y轴方向前后力、该x方向左右力、通过移动体16重心的绕x轴的转矩、绕该y轴的转矩及绕该z轴的转矩恰好平衡的长度。

当为了维持该平衡对移动体16作用外力时，控制装置44进行电磁铁36a、36a’～36d、36d’的励磁电流控制。由此，完成所谓的零功率控制。

现在设当以零功率控制被非接触引导的移动体16由未图示的卷扬机沿导轨14、14’开始升降时，由于导轨14、14’的歪斜等使移动体16产生了摇动。即使在这种情况下，由于磁铁组件30a～30d具备在空隙中与电磁铁共有磁路的永久磁铁，因而能够通过电磁铁线圈的励磁来快速地控制磁铁组件30a～30d的吸引力，从而抑制摇动。

另外，设由于人员或载货的偏向移动或地震等引起的绳索摇动等的原因对移动体16施加了过大的外力。在这种情况下，磁铁组件30a～30d的电磁铁的温度上升，电磁铁线圈的电阻抗以及功率放大器或电流检测器的偏离电压变动。特别是，在使用了能够极端地抑制电力消耗的零功率控制的情况下，当由于过大的外力而流动较大的励磁电流时，各电磁铁线圈或功率放大器急剧发热，与间隙长度恒定控制等其他控制方式相比，电阻值的变动也变大。这样，在各运动模式中间隙长度推定值和其速度推定值的误差增大，乘坐心情极其差。

但是，根据本发明，在通过目标值设定部74及电阻测定部64的作用考虑了功率放大器及电流检测器的偏离电压的基础上，基于上述式18正确地测定线圈40的电阻值。

因此，由电阻测定部64的输出值调整后的姿势推定部97或电阻值不平衡补正部92、92’的参数能够被正确地调整，并且在增益补偿器91、91’、积分补偿器94、94’中可以设定以电阻值为参数的增益。因此，不仅能够相对于上述偏离电压或线圈电阻值的变动来维持非接触引导的稳定性，还能够持续良好恒定的乘坐感觉。

另外，对于功率放大器的偏离电压的变动，虽然在分模式偏移及分模式偏移速度中产生推定误差，但可以通过推定误差补正部142的动作，这些误差也变为零。但是，模式姿势推定部97的推定值收敛为真实值的速度依赖于线圈电阻测定值的正确性。因此，通过在电阻测定部67中进行考虑了偏离电压的正确的电阻测定，模式姿势推定部97的推定值迅速地收敛为真实值。

当本装置结束运行而停止时，在目标值设定部74中，y模式及x模式的目标值从零逐渐变为负值。由此，移动体16在y轴、x轴方向缓慢移动，最终，磁铁组件30a、30d的中央铁芯32的顶端隔着固体润滑构件43被吸附在导轨14的对置面，磁铁组件30a’、30d’的顶端隔着固体润滑构件43被吸附在导轨14的对置面。当在这种状态停止装置时，目标值设定部74的输出全部被复位为零，并且移动体16吸附在导轨上。

(第三实施方式)

接下来说明本发明的第三实施方式。

在上述第一及第二实施方式中磁铁组件被安装在悬浮体一侧，但是这并不限制磁铁组件的安装位置，如图11所述，也可将磁铁组件设置在地面一侧。这里，为了简化说明，以下，对与第一及第二实施方式共通的部分使用同一符号进行说明。

图11是表示本发明的第三实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图，用符号300表示其整体结构。

磁悬浮装置300具备：辅助支持部302、磁铁组件107、导引件304、隔振板306、直线导轨308、吸引力控制部115、功率放大器313及电流传感器123。

辅助支持部302形成コ字形状的截面，例如由铝材料等非磁性体形成。该辅助支持部302设置于地面上。磁铁组件107向下安装于辅助支持部302的上部下面。

导引件304对置于磁铁组件107的截面呈コ字形状，由例如铁等的强磁性构件形成。隔振板306在底部上表面安装有该导引件304，整体形成为コ字形状。直线导轨308被安装在隔振板306的侧面，对隔振板306赋予只能够相对地面垂直方向上移动的自由度。

吸引控制部115控制磁铁组件107的吸引力并进行用于以非接触的方式支持隔振板306的控制。功率放大器313被连接到用于基于吸引力控制部115的输出对磁铁组件107进行励磁的未图示的电源上。电流传感器123检测磁铁组件107的励磁电流。

在此，吸引力控制部115具有下述结构。

即，吸引力控制部115具备：电阻测定部140、接触检测部130、姿势运算部135、姿势推定部133、初始值设定部139、推定初始化部137及励磁电压运算部125。

电阻测定部140根据对磁铁组件107的励磁电流及励磁电压，测定导线128、线圈119及线圈119’的串联电阻值。接触检测部130具备：微动开关130，安装在辅助支持部302的底部上表面；以及压电橡胶312，贴在磁铁组件107的磁极面中。

姿势运算部135根据接触检测部130的接触检测信号对隔振板306的辅助支持部302或者对磁铁组件107计算接触时的悬浮间隙长度。姿势推定部133根据接触检测部130的输出及对磁铁组件107的励磁电流、励磁电压来推定隔振板306的悬浮姿势。

初始值设定部139基于姿势运算部135的输出在姿势推定部133中设定推定初始值。推定初始化部137基于接触检测部130的输出来初始化姿势推定部133。磁电压运算部125基于姿势推定部133的输出运算用于使隔振板306磁悬浮的、对磁铁组件107的励磁电压。

根据这样的结构，通过将磁铁组件107配置在地面一侧，具有消除来自作为可动部的隔振板的布线，提高装置的可靠性的优点。

(第四实施方式)

接下来说明第四实施方式。

在上述第一至第三实施方式中说明了将本发明应用到不需要间隙传感器的无传感器的磁悬浮装置的情况。但是，本发明并不局限于只应用于无传感器磁悬浮装置，如图12所示，也可以将本发明应用于使用了间隔传感器的吸引式磁悬浮装置。这里，为了简化说明，以下，对与第一至第三实施方式共通的部分使用同一符号进行说明。

图12是表示第四实施方式涉及的磁悬浮装置的结构的图，用符号400表示其整体结构。

在本实施方式中的磁悬浮装置400中，不是使用上述第一实施方式的姿势推定部133、而是使用间隙传感器121及模拟微分器402取得为了使磁悬浮系统稳定化所使用的悬浮间隙长度及其速度的信息。

间隙传感器121的输出被直接输入到励磁电压运算部125来作为悬浮间隙长度的信息之外，并且通过模拟微分器402转换成速度信号输入到励磁电压运算部125。另外，通过电流传感器123使线圈119、119’的励磁电流输入励磁电压运算部125。

在此，通过励磁电压运算部125中的目标值设定部150及电阻测定部40的功能，与上述第一实施方式一样，进行考虑了功率放大器313及电流传感器123的偏离电压的线圈电阻值的测定。并且，在线圈电流收敛部125中，根据该线圈电阻值运算使悬浮体111稳定地且以恒定的瞬态应答悬浮的励磁电压。

根据这样的结构，能够通过简单的控制装置相对温度变动始终维持稳定的悬浮状态。

另外，在上述各实施方式中以模拟的结构说明了进行磁悬浮的控制装置(吸引力控制部115)，但是本发明并不局限于模拟的控制方式，也可以通过数字控制来构成。

另外，作为励磁部的结构使用了功率放大器，但是，这并不限定驱动的方式，例如PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)型的方式也可以。

另外，只要不脱离本发明主旨的范围可以有各种各样的变形。总之，本发明并不局限于上述各实施方式本身，在实施过程中在不脱离主旨的范围内能够对各结构要素进行变形而具体化。另外，通过适当组合上述各实施方式所公开的多个结构要素，能够形成各种各样的方式。例如，可以从实施方式中示出的全部结构要素中省略几个结构要素。此外，也可以是适当组合不同实施方式中的结构要素。

工业实用性

根据本发明的磁悬浮装置，即使偏离电压受温度变动等的影响而变化，也能够正确地测定这些偏离电压，能够基于该测定值使悬浮参数适应化，以便维持悬浮状态的稳定性。由此，磁悬浮系统的稳定性及对干扰的瞬态应答能够始终维持在设计时的状态，提高了装置的可靠性。

Claims (12)

1、一种磁悬浮装置，其特征在于，

具备：导引件，由强磁性构件构成；

磁铁组件，包括电磁铁和永久磁铁，该电磁铁和该永久磁铁隔着空隙相对置于该导引件，并且在该空隙中共有磁路；

悬浮体，通过作用于上述导引件的上述磁铁组件的吸引力而被非接触支持；

传感器部，检测上述电磁铁的线圈中流动的电流值；

目标值设定部，将上述电磁铁的线圈电流的目标值交替设定为零值或非零值；

线圈电流收敛部，使上述电磁铁的线圈电流收敛为由该目标值设定部所设定的目标值；

励磁电压运算部，根据伴随着由该线圈电流收敛部的收敛动作而从上述传感器部得到的线圈电流值，运算励磁电压值，该励磁电压值用于使上述磁铁组件所形成的磁通路稳定化；

电压保存部，保存当上述目标值设定为零时由上述励磁电压运算部得到的励磁电压值；

励磁电压补偿部，从上述电磁铁的励磁电压值中将上述电压保存部所保存的励磁电压值作为偏离电压值减去，从而求取励磁电压的补偿值；

电阻运算部，基于由该励磁电压补偿部得到的补偿值，运算上述电磁铁的线圈电阻值；以及

控制部，将由该电阻运算部得到的线圈电阻值反馈给上述励磁电压运算部来进行上述悬浮体的悬浮控制。

2、如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，

上述励磁电压运算部基于上述电阻运算部的输出来运算上述电磁铁的励磁电压。

3、如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，

具备：姿势推定部，该姿势推定部基于从上述传感器部得到的线圈电流值和由上述电阻运算部得到的线圈电阻值，推定上述悬浮体相对于上述强磁构件的姿势及姿势变化速度。

4、如权利要求3所述的磁悬浮装置，其特征在于，

具备：模式励磁电压运算部，按照每个规定的模式运算励磁电压，该励磁电压用于产生对上述悬浮体的运动的自由度作出贡献的吸引力；以及

模式励磁电流运算部，按照每个规定的模式运算励磁电流，该励磁电流用于产生对上述悬浮体的运动的自由度作出贡献的吸引力；

上述姿势推定部基于上述模式励磁电流运算部及上述模式励磁电压运算部的输出，按照每个上述悬浮体的运动的自由度推定上述悬浮体相对于上述强磁性构件的姿势及该姿势的时间变化。

5、如权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于，

上述目标值设定单元对由上述模式励磁电流运算部得到的不同模式的励磁电流设定目标值。

6、如权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于，

上述线圈电流收敛部使由上述模式励磁电流运算部得到的不同模式的励磁电流收敛为该模式的目标值。

7、如权利要求3所述的磁悬浮装置，其特征在于，

具备：辅助支持部，当上述悬浮体未处于悬浮状态时，将上述悬浮体和上述导引件的位置关系维持在规定的状态；

接触检测部，检测上述悬浮体和上述导引件的接触；

姿势运算部，基于该接触检测部的输出，输出接触时上述悬浮体相对于上述导引件的姿势；

推定初始化部，基于该接触检测部的输出，在接触时初始化上述姿势推定部；以及

初始值设定部，在上述姿势推定部被初始化时，将上述姿势运算部的输出值设定为上述姿势推定部的初始值。

8、如权利要求3所述的磁悬浮装置，其特征在于，

具备：推定误差补正部，对由上述姿势推定部得到的姿势变化速度的推定值乘以规定的增益并进行积分，将该积分结果与上述励磁电压值进行加法运算，并且，将该加法运算的结果作为新的励磁电压值反馈给上述姿势推定部。

9、如权利要求4所述的磁悬浮装置，其特征在于，

具备：模式推定误差补正部，对由上述姿势推定部得到的姿势变化速度的推定值乘以规定的增益并进行积分，将该积分结果与上述不同模式的励磁电压值进行加法运算，并且，将该加法运算的结果作为新的不同模式的励磁电压值反馈给上述姿势推定部。

10、如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，

上述悬浮体具备上述磁铁组件。

11、如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，

上述悬浮体具备上述强磁性体构件。

12、如权利要求1所述的磁悬浮装置，其特征在于，

上述传感器部具备测定上述空隙的间隙传感器。

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